超聲波在氣蝕處理方面的應用

超聲波在氣蝕處理方面的應用

摘要：在抗磨（耐磨）材料的研究過(guò)程中，都需要對材料的抗磨性能做測量、比較和評價(jià)。例如潤滑油的研發(fā)、葉輪材料的選擇以及離心泵的設計等等。 在這個(gè)過(guò)程中，利用超聲波做材料氣蝕性試驗，是一個(gè)公認的行之有效的方法。超聲波氣蝕系統是通過(guò)大功率超聲波作用于樣品，模擬樣品與液體接觸面的氣蝕現象，進(jìn)而可對材料的抗氣蝕性進(jìn)行分析，具有功率大，投資少、安裝簡(jiǎn)易、實(shí)驗效果穩定等特點(diǎn)。大功率振動(dòng)式超聲波氣蝕系統主要由三大部分組成。分別是超聲波振動(dòng)系統，恒溫油浴容器系統和機架升降系統。 

超聲波振動(dòng)系統是整套設備最核心的部分，設計復雜，主要為系統提供大功率超聲振動(dòng)，使振幅和頻率達到標準要求。恒溫油浴容器系統主要是為樣品提供一個(gè)恒溫的液體環(huán)境，以保證樣品測試的準確度（溫度變化直接影響氣蝕率）。機架升降系統用于固定和調節整套系統，并設計了隔聲功能。

關(guān)鍵詞：抗磨材料，超聲波，氣蝕現象，超聲波氣蝕系統

一、 項目簡(jiǎn)介

本試驗方法將使沉浸在液體里高頻振動(dòng)的樣品表面產(chǎn)生氣蝕損傷。在液體里樣品的振動(dòng)將導致氣泡的產(chǎn)生和破裂，而這種氣泡的潰裂將對樣品表面產(chǎn)生破壞和沖蝕（材料損失）。盡管本試驗方法在流動(dòng)系統或水壓機里氣泡產(chǎn)生的機制不同，但對材料的破壞機制基本相同。因此，本標準提供了一個(gè)小規模的、相對簡(jiǎn)單且易于控制的試驗方法，以用來(lái)比較不同材料的抗氣蝕性能，詳細研究給定材料固有的抗氣蝕性能和其過(guò)程，或在不同試驗條件下研究不同的試驗變量對材料產(chǎn)生損傷的影響。試驗方法規定了包括樣品的直徑、振幅和頻率在內的標準試驗條件，以及試驗液體和其容器。如果有合理的文獻依據，本標準允許對一些試驗條件有過(guò)偏差，以適用特殊目的的試驗。

為了解決這一難題，中原內配股份有限公司選購了我們公司生產(chǎn)的超聲波氣蝕自動(dòng)控制系統設備，該設備具有功率大，投資少、安裝簡(jiǎn)易、實(shí)驗效果穩定等特點(diǎn)；具有實(shí)時(shí)監測、調整、顯示和時(shí)間控制功能。

1.完全按照美國材料試驗協(xié)會(huì )ASTM G32-10標準設計制造。

2.樣品振幅大小，用戶(hù)可根據要求進(jìn)行調整。

3.測試液溫度可實(shí)時(shí)監控和調整，保證實(shí)驗的準確性。

4.樣品測試的間隔時(shí)間用戶(hù)可根據需求設定。

5.樣品振幅、頻率參數可實(shí)時(shí)顯示、監控和調整。

6.超聲振動(dòng)穩定，可靠，發(fā)熱量小。

7.系統各參數均經(jīng)過(guò)標準檢驗，其測量結果具有很強可比性。

二、 項目主要技術(shù)指標

1）整體設備符合美標ASTM：G32-10

2）驅動(dòng)電源時(shí)間控制器控制范圍可調，最大設定時(shí)間150小時(shí)以上

3）恒溫裝置溫度可調，可調范圍23-100℃，任意可調，誤差允許±2℃

4）測試容器加蓋，避免液體蒸發(fā)，若液體低于某個(gè)位置時(shí)，可自動(dòng)進(jìn)行補液，達到上限時(shí)自動(dòng)停止，否則，系統報警，停止工作，并記錄已工作的時(shí)間。

5）容器直徑230mm以上

6）換能器通壓縮空氣冷卻

7）設備具有溫度偏離報警，液面過(guò)低報警，報警后自動(dòng)停機，并記錄工作時(shí)間

8）試驗工具頭按照美標ASTM：G32-10執行

三、 項目運行實(shí)施

該項目已于2014年3月份在河南中原內配股份有限公司正式投入運行，至目前為正，運行一切正常。通過(guò)設定超聲波設備的最佳功率及現場(chǎng)設備運行的要求，對客戶(hù)實(shí)驗起到了很好的效果。

四、項目應用體會(huì )

本設備采用杭州國彪超聲設備有限公司生產(chǎn)的智能數控超聲波UESC204DN設備，通過(guò)系統集成設計達到用戶(hù)要求。本設備主要應用于實(shí)驗室、研究所和生產(chǎn)廠(chǎng)商，對材料的抗磨性能做測量，比較和評價(jià)。此系統具有自動(dòng)開(kāi)機頻率搜索，運行過(guò)程中自動(dòng)跟蹤頻率，功率可調整等，如果設備出現問(wèn)題可以及時(shí)斷電，避免對整體控制系統造成影響。整個(gè)設備操作方面，無(wú)需設備開(kāi)機前進(jìn)行設置，全自動(dòng)實(shí)現控制要求，系統穩定、可靠。